基于無人機航測的礦山地形信息測量方法

孫時鐘

（廣西壯族自治區地理信息測繪院，廣西 柳州 545006）

在傳統礦山地形測量項目的開展階段，要借助多項設備與技術，制定配套的方案，經過一系列的復雜操作流程后，得到測量數據。但是還是由于地質地貌原有結構的限制，導致測量出來的數據與結果與實際水平存在一定偏差。隨我國社會水平不斷提高，科學技術向前發展，各類新興技術的使用也加入到了測量工作當中，突破以往測量工作中的局限，發揮著關鍵性的運用意義。無人機航測技術突破以往工作階段的固有局限，綜合優勢強，讓整個礦山地形的測量工作變得更加簡便，操作起來更為順暢，所收集的數據結果更為精準。同時控制了測量過程的實施成本，很大程度上提高了工作運行的效率水平。

1 無人機航測技術的基本內容概述

無人機航測技術是現代化社會發展與科學技術進步帶來的產物，憑借只憑借其自身固有的優勢很快便投入到生產領域中，并取得了良好的成績。航空測量技術結合了無人機這一技術概念，配合專業航拍機械設備，通過攜帶專業測量航拍攝影相機在空中飛行，對地形、地貌信息進行采集[1]。技術人員在遠程進行控制，打破了空間的限制，讓整個測量活動更為便捷。在航空測量工作中投入使用的相機設備，通常分辨率水平都教高，同時具備專業的測量攝影技術。同時，參與到拍攝過程中的相機種類較多，有CCD數碼相機、專業測量相機等。除了發揮主要作用的相機設備外，還需要配備一系列的輔助裝置進行補充工作，確保整個數據結果的精確程度。輔助工作借助的儀器有紅外線掃描儀以及專業記錄器等，待測量數據收集完成后，技術人員進行歸納總結再將數據結果輸入到科學的測量軟件中進行運算，得到相對應的分析結果。同時，要將所得到的分析結果進行再次確認，核查整個檢驗過程的操作標準以及所得到數據結果的精確性。在這個過程中，需要注意無人機在進行測量工作時，全程采用統一的比例尺，不能因為貪圖省事，中途進行替換，避免數據結構的轉換變得復雜，也會加大數據結果出現差錯的幾率。無人機航空測量工作通常采用的比例尺有1：1000；1：5000等，要根據實際勘察的地區狀態進行選擇，選擇更適宜的比例尺度，讓數據結果的展現更為直觀。雖然目前我國無人機航測技術發展勢頭良好，也取得了較為可觀的成績。但是因為起步時間較晚，比較國外先進的無人機航空測量水平仍有一定的差距，我國的技術人才也在不斷的對無人機航空測量技術進行功能補充與完善，在實踐工作過程中，也探索發現更多的可能性。

2 運用無人機航測技術對礦山地形測量工作的推動意義

現代化發展進程快，國民經濟的運行迎來發展新階段，并且目前我國經濟水平處于穩步上升的成長期，各行各業的發展對社會經濟水平的提升都有著穩定的驅動力。而社會經濟的發展離不開自然資源的支持，我國進入經濟發展新時期，對礦產資源更強大的需求性要求，以為各項生產提供強有力的助動力。市場需要提供更多的礦產資源，相關單位則需要進一步推動礦山的開發工作，在開發項目正式開展前需要做好相關的測量工作[2]。收集好礦山地形的信息，在開發方案制定期間提供可參考性依據，以全球定位系統提供的位置確定服務為基礎，采用專業分析數據的科學系統，與相應的數碼傳感器等其他設備配合使用，通過建立模型的方式，對整個礦山地形展開分析。在減少破壞生態環境的基礎上，盡可能實現礦產資源利用的最大化。無人機航測技術的出現，很大程度上降低了以往階段礦山礦產資源測量工作的難度系數，與有效地控制了測量工作的操作成本。規范使用無人機航測技術，提高礦產資源的循環利用率，同時要在技術實施中不斷地對技術進行完善，積極融入技術創新觀點，加強綜合功能運用水平。相關部門也要進一步完善無人機航測技術的規范性管理，讓整個測量工作在穩定、有序的“軌道”上運行。

3 無人機航測技術所具備的優勢

3.1 有效控制測量的資金成本投入

資金投入成本是工程項目運作業績衡量標準的重要因素之一，在項目地開展過程中需要注重控制成本，有效控制成本可以提高經濟效益水平。無人機航空測量技術業務的構成相對簡單，參與到其中的工作人員數量少，僅有幾位專業性的技術性操作者，控制無人機的飛行運作以及數據處理工作[3]。同時還有幾位礦山工作人員，在地礦山地形測量區域進行拍攝指導工作。而傳統礦山測量，各操作流程復雜，需要投入大量的人力，工作量大且工作強度高，整個過程所耗費的人力成本較高。運用無人機航測技術，很大程度上減少了測量工作的人力資源投入情況。以往過程中的礦山測量工作項目，依賴于大量的人力與機械設備，這個測量過程展開的時間極長，進展緩慢，同時質量也得不到應有的保障。而無人機航測技術不需要大量的施工設備與人力支持，大幅度減少了測量工作的運作成本，以更少的資金投入，獲得了更優的測量數據。

3.2 確保數據的精確程度與收集具體的圖像

無人機航測技術融入了眾多現代化的創新性技術運用，例如現代數據通信、傳感等先進技術，讓信息數據的收集變得更加的簡便，準確程度也更高。同時，無人機航空測量的拍攝設備屬于智能化，自動性的專業技術設備。保證供應電量充足的情況下，可以在短時間內完成礦山地形信息的資料收集工作，與之搭配的高清攝像成影系統具有連續性，拍攝速率高，在拍攝活動進行完后即刻便完成具體圖像的呈映。將所收集的數據結果的制作成建模效果圖（如圖2所示），讓整個數據結果更為直觀，幫助礦產開采方案制定人員更好地分析礦區內的地形構造。極大地提高了地形測量信息收集的工作效率，突破了人工測量時所存在的局限性。

3.3 所取得的影像數據分辨率更高

無人機航測設備結構輕巧，靈活程度高，可以任意穿梭在不同地形。（如圖1所示）通常采用低空飛行的操作方式，并且配備有高分辨率的各類影像儀器設備，所采集的影像信息，當中的畫面內容精確程度可以達到厘米級別，具有非常大的運用優勢。傳統測量中工作人員達不到的高度與標準，運用無人機航測技術可以輕松獲得，并且可以有效收集地形信息，工作人員收集數據產生誤差的可能性被極大降低[4]。

圖1 無人機航測設備

圖2 無人機航測設備所收集的數據結果的建模效果圖

4 礦山地形信息測量中無人機航測技術所采用的方法

4.1 確定測量項目的任務

在運用無人機航測技術對礦產地形信息進行收集前，需要制定好測量項目的任務要求，技術人員參照規范標準展開測量工作[5]。采集地理信息數據，需要配備與之相配套的數字線劃圖，注意項目采集狀態所使用的比例尺，根據具體需要進行選擇。同時，在無人機航測設備上所收集到的圖像成影是中心投影圖像，需要經過處理轉化為正射影像圖供人們參考借鑒。將收集所得到的數據信息繪制得到一份礦區地形地貌的立體三維繪制圖，當以上工作任務完成后，需要再次對所采集的數據信息的精確度進行核查，確保其精準程度。在實際運用無人機航測技術時，借助無人機設備進行航拍，確定好礦產區域的控制點，確定相應的范圍。調整在無人機設備上的相機設備，標注實施，達到理想效用。

4.2 結合實地情況，制定實施方案

我國地形類型豐富，地質地貌極具多元化，在不同地區運用無人機航測技術，需要結合當地礦產區域的現場地理環境，選擇更符合實際狀態的無人機航測方案，根據實際需要，配備其他信息化設備加以輔助。以及確定無人機飛行都高度，完善航測實施的方案。

4.3 數據采集過程中加強結果準確程度

航空測量工作隊數據的精準性要求極高，在運用無人機航測技術時，首先厘清礦山測量的區域面積與輻射范圍，運用科學運算得到飛機儀器的數量、相機設備的分辨率選擇等數據制定計劃。在測量工作完成后，也需要采取相對應的核查工作要求，檢查收集到的數據報告的準確程度。各部門之間要保持溝通與聯系，及時反饋所遇到的問題，與突發狀況。避免測量的結果與實踐水平存在偏差[6]。

5 結語

傳統測量工作的運行過程中需要投入到操作流程中的人力資源與技術設備的數量較多，同時整個時間周期長，測量結果的精確程度也得不到積極保障。在收集礦產地區信息的過程中運用無人機航測技術，提升了整個礦區地形的測量質量與效率。同時，節省了人力與物力資源的投入，有效的控制了成本投入。當今社會，科學技術進步速度驚人，給生產運作不斷帶來新的驚喜。無人機航測技術在這個過程中，也得到相應的進步與發展，為礦區地形的信息收集提供更有效、更便捷的途徑。